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1、汽车电子现状及发展汽车电子现状及发展姜久春引言引言 汽车电子正在全球进行着一场革命。汽车电子正在全球进行着一场革命。 汽车的全球卫星定位系统使您无论身处何处，汽车的全球卫星定位系统使您无论身处何处，都不会迷失方向；都不会迷失方向； 在车上您可以通过车载可视电话和家人、朋友在车上您可以通过车载可视电话和家人、朋友自由自在地畅谈，如见面般亲切；自由自在地畅谈，如见面般亲切； 在车上您还可以怡然自得地享受冲浪乐趣，可在车上您还可以怡然自得地享受冲浪乐趣，可以通过车上的因特网订机票、与网友聊天；以通过车上的因特网订机票、与网友聊天； 汽车空间将更加游刃有余，机械的陈设将演进汽车空间将更加游刃有余，机械
2、的陈设将演进为智能化的人文设置，汽车将越来越有家的温馨为智能化的人文设置，汽车将越来越有家的温馨 什么是汽车电子什么是汽车电子n n汽车电子是指汽车电子控制系统和各类车汽车电子是指汽车电子控制系统和各类车载电子信息网络装置以及载电子信息网络装置以及汽车电力电子与汽车电力电子与电气驱动控制电气驱动控制等。等。n n汽车电子是现代汽车技术发展的最主要驱汽车电子是现代汽车技术发展的最主要驱动力之一。无论是内燃汽车、还是电动汽动力之一。无论是内燃汽车、还是电动汽车、智能汽车，汽车电子都是它们的共性车、智能汽车，汽车电子都是它们的共性关键技术。关键技术。n n当今，汽车工业是使用微处理器最多的工当今，汽
3、车工业是使用微处理器最多的工业，汽车电子的发展有力促进了信息产业业，汽车电子的发展有力促进了信息产业的发展。的发展。 汽车电子产品分类汽车电子产品分类n n从汽车零部件产业看，典型汽车电子从汽车零部件产业看，典型汽车电子产品一般分为：动力电子、底盘电子、产品一般分为：动力电子、底盘电子、车身电子、电力电子与电气驱动、驾车身电子、电力电子与电气驱动、驾驶员信息系统等。驶员信息系统等。汽车电子产品分类汽车电子产品分类汽车电子发展阶段汽车电子发展阶段 （1 1）第一阶段）第一阶段( (1965196519651965) )：零部件层次零部件层次 分立式半导体元件开始用于汽车交流发电机分立式半导体元件
4、开始用于汽车交流发电机整流器、起动电机、转速表等。整流器、起动电机、转速表等。主要集中于个别主要集中于个别主要集中于个别主要集中于个别部件的开发部件的开发部件的开发部件的开发 （2 2）第二阶段）第二阶段( (1980198019801980) )：多系统层次多系统层次 采用微处理器及单片机完成信息的检测和处采用微处理器及单片机完成信息的检测和处理。典型的系统有发动机电喷系统、自动变速箱理。典型的系统有发动机电喷系统、自动变速箱控制系统、汽车防抱死制动系统等。控制系统、汽车防抱死制动系统等。 （3 3）第三阶段）第三阶段( (2019201920192019) )：网络化层次网络化层次 采用先
5、进的微电子技术，车载网络技术，形采用先进的微电子技术，车载网络技术，形采用先进的微电子技术，车载网络技术，形采用先进的微电子技术，车载网络技术，形成车上分布式、网络化的电子控制系统。整个车成车上分布式、网络化的电子控制系统。整个车成车上分布式、网络化的电子控制系统。整个车成车上分布式、网络化的电子控制系统。整个车被联成一个多被联成一个多被联成一个多被联成一个多ECUECUECUECU、多节点的有机的整体，使得其、多节点的有机的整体，使得其、多节点的有机的整体，使得其、多节点的有机的整体，使得其性能也更加完善。性能也更加完善。性能也更加完善。性能也更加完善。汽车电子发展趋势汽车电子发展趋势n n
6、功能多样化功能多样化（从最初的发动机电子点火与喷油（从最初的发动机电子点火与喷油（从最初的发动机电子点火与喷油（从最初的发动机电子点火与喷油发展到如今的各种控制功能，如自动巡航、自动发展到如今的各种控制功能，如自动巡航、自动发展到如今的各种控制功能，如自动巡航、自动发展到如今的各种控制功能，如自动巡航、自动启停、自动避撞等）启停、自动避撞等）启停、自动避撞等）启停、自动避撞等）n n控制集成化控制集成化（从最初的机电部件松散组合到如（从最初的机电部件松散组合到如（从最初的机电部件松散组合到如（从最初的机电部件松散组合到如今的机液电磁一体化；从最初的单一控制发展到今的机液电磁一体化；从最初的单一
7、控制发展到今的机液电磁一体化；从最初的单一控制发展到今的机液电磁一体化；从最初的单一控制发展到如今的多变量多目标综合协调控制，如动力总成如今的多变量多目标综合协调控制，如动力总成如今的多变量多目标综合协调控制，如动力总成如今的多变量多目标综合协调控制，如动力总成综合控制等）综合控制等）综合控制等）综合控制等）n n开发平台化开发平台化（随着（随着（随着（随着32323232位单片机的大量应用，汽位单片机的大量应用，汽位单片机的大量应用，汽位单片机的大量应用，汽车电脑软件正在朝实时多任务操作系统、基于模车电脑软件正在朝实时多任务操作系统、基于模车电脑软件正在朝实时多任务操作系统、基于模车电脑软件
8、正在朝实时多任务操作系统、基于模型的算法设计、自动代码生成、虚拟仿真测试方型的算法设计、自动代码生成、虚拟仿真测试方型的算法设计、自动代码生成、虚拟仿真测试方型的算法设计、自动代码生成、虚拟仿真测试方向发展，开发平台和技术规范应运而生）向发展，开发平台和技术规范应运而生）向发展，开发平台和技术规范应运而生）向发展，开发平台和技术规范应运而生）汽车电子发展趋势汽车电子发展趋势n n系统网络化系统网络化（从初期的多子系统分别工（从初期的多子系统分别工作到如今的整车信息共享的分布式系统，作到如今的整车信息共享的分布式系统，如以如以CANCAN总线为基础的模块化分布式控制系总线为基础的模块化分布式控制
9、系统）统）n n技术一体化技术一体化（随着电控汽车、电动汽车、（随着电控汽车、电动汽车、智能交通等技术的相互渗透与融合，未来智能交通等技术的相互渗透与融合，未来最终将形成全智能化人车路系统）最终将形成全智能化人车路系统）时间时间电电功功率率传统内燃机汽车传统内燃机汽车2 kw大功率输出大功率输出 5 kw传统汽车传统汽车最小混合动力系统，最小混合动力系统，10 kw 一体化起动机一体化起动机/发电机发电机轻度混合轻度混合功率辅助混合功率辅助混合动力系统，动力系统，2040 kw功率混合功率混合燃料电池或类似电动汽车燃料电池或类似电动汽车的混合动力系统，的混合动力系统，70 kw能量混合能量混合
10、汽车电力电子与电气化发展趋势20192019年中国汽车电子产品市年中国汽车电子产品市场规模及增长情况场规模及增长情况 汽车电子的广阔前景汽车电子的广阔前景 在汽车电脑化和智能化的趋势下，我国两大支柱产业，电子信息产业与汽车工业通过融合，将在未来3至5年后形成每年4000亿美元的汽车电子市场，形成新的重大经济增长点。智能传感器及其MCU芯片Air Mass Flow SensorAccelerate Sensor32位单片机:PowerPC555基于网络的汽车专用基于网络的汽车专用MCUMCUMGT5100发动机发动机电控燃料喷射系统电控燃料喷射系统复杂的机液电磁一体化系统复杂的机液电磁一体化系
11、统高压共轨电控燃料喷射系统系统压电晶体喷油器压电晶体喷油器喷射压力：喷射压力：喷射压力：喷射压力：15001500大气压以上大气压以上大气压以上大气压以上基于电喷的发动机综合管理系统汽车电子接口规范汽车电子接口规范 OSEK/VDX OSEK/VDX（德文缩写）（德文缩写） 分布式汽车电子的开放系统及其接口标准。分布式汽车电子的开放系统及其接口标准。分布式汽车电子的开放系统及其接口标准。分布式汽车电子的开放系统及其接口标准。它对它对它对它对RTOSRTOSRTOSRTOS的功能和接口进行了规范，使得上层应用程序做的功能和接口进行了规范，使得上层应用程序做的功能和接口进行了规范，使得上层应用程序
12、做的功能和接口进行了规范，使得上层应用程序做到了完全的平台无关性和到了完全的平台无关性和到了完全的平台无关性和到了完全的平台无关性和100%100%100%100%的移植性。世界上汽车、半的移植性。世界上汽车、半的移植性。世界上汽车、半的移植性。世界上汽车、半导体相关领域很多公司参与了导体相关领域很多公司参与了导体相关领域很多公司参与了导体相关领域很多公司参与了OSEKOSEKOSEKOSEK计划：计划：计划：计划：OSEK软件平台软件平台OSEK/VDXOSEK/VDX(车用实时系统标准车用实时系统标准) )OSEKOSOSEKOS操作系统操作系统OSEKCOMOSEKCOM通讯功能通讯功能
13、OSEKNMOSEKNM网络管理网络管理OSEKOILOSEKOIL系统配置语言系统配置语言HardwareOSEK COMOSEK NMApplicationOSEK OSBusInterfaceBasic OS services汽车电子开发模式转换功能定制功能定制dSPACE RCP原型设计原型设计TargetLink/Hiware/RTOS/Protel技术实现技术实现系统校验系统校验dSPACE HIL系统集成标定系统集成标定整车分布式控制系统整车分布式控制系统Steering Module68HC08AZSteering Angle Sensor68HC908AZ60Electron
14、ic ThrottleAudio Module68HC08AZClimate Control68376DriverInformation68HC08AZUpper Electrical Module68HC08AZSunroof33290Light Switch33290Rear Electronic Module68HC08AZDoor Module x 468HC08AZPower Seat68HC08AZGSM Phone68HC08AZMUX Gateway68376车载信息系统车载信息系统零件系统部件系统车内网络车际网络车载网络系统车载网络系统新型混合动力控制系统新型混合动力控制系统
15、Rear view of ISA42伏电气系统与起动电机/发电机一体化装置未来全电化燃料电池汽车技术未来全电化燃料电池汽车技术燃料电池发电系统，四轮电机驱动系统燃料电池发电系统，四轮电机驱动系统线传操控电子控制技术，没有脚踏板、仪表板和转向柱线传操控电子控制技术，没有脚踏板、仪表板和转向柱底盘和车身分开设计，车身命令通过网络接口连接底盘底盘和车身分开设计，车身命令通过网络接口连接底盘控制系统控制系统通用通用AutonomyAutonomy概念车概念车利用利用现代信息现代信息、控制技术控制技术将将车辆车辆-道路道路人人紧紧密结合，以解决汽车密结合，以解决汽车交通事故、堵塞、污染及交通事故、堵塞、
16、污染及能源消耗能源消耗等问题为目标的等问题为目标的智能化智能化车辆交通系统车辆交通系统远景：未来智能汽车与智能公路系统 ITS ITS 主要由主要由ATMS, ATIS及及 AVCSS组成组成, 其中其中AVCSS ( Advanced Vehicle Control and Safety System)属属于智能汽车控制问于智能汽车控制问题题机遇机遇机遇机遇汽车电子的国内外大规模市场已经形成汽车电子的国内外大规模市场已经形成汽车电子的国内外大规模市场已经形成汽车电子的国内外大规模市场已经形成汽车电子尚未形成全球统一的技术标准与规范汽车电子尚未形成全球统一的技术标准与规范汽车电子尚未形成全球统
17、一的技术标准与规范汽车电子尚未形成全球统一的技术标准与规范我国在汽车技术、信息技术、汽车电子技术等方我国在汽车技术、信息技术、汽车电子技术等方我国在汽车技术、信息技术、汽车电子技术等方我国在汽车技术、信息技术、汽车电子技术等方面已经具备较好基础面已经具备较好基础面已经具备较好基础面已经具备较好基础挑战挑战挑战挑战技术交叉性强、难度大、国际竞争对手太强技术交叉性强、难度大、国际竞争对手太强技术交叉性强、难度大、国际竞争对手太强技术交叉性强、难度大、国际竞争对手太强我国汽车电子产业基础弱，产业成长环境差我国汽车电子产业基础弱，产业成长环境差我国汽车电子产业基础弱，产业成长环境差我国汽车电子产业基础
18、弱，产业成长环境差研发规模小，技术成熟周期长，产业化问题多研发规模小，技术成熟周期长，产业化问题多研发规模小，技术成熟周期长，产业化问题多研发规模小，技术成熟周期长，产业化问题多面临的机遇与挑战从从宏观战略角度看宏观战略角度看，以信息化带动工业，以信息化带动工业化，用工业化促进信息化是汽车产业发展化，用工业化促进信息化是汽车产业发展的根本出路，汽车电子是这一战略的具体的根本出路，汽车电子是这一战略的具体体现。体现。从技术开发角度看从技术开发角度看，汽车电子技术是各，汽车电子技术是各种汽车的共性关键技术，在整个汽车技术种汽车的共性关键技术，在整个汽车技术中具有核心地位。中具有核心地位。 汽车电子
19、的战略地位从产业结构角度看从产业结构角度看，零部件是汽车的基，零部件是汽车的基础和关键。我国汽车产业结构性问题是零础和关键。我国汽车产业结构性问题是零部件太弱，应当大力发展零部件产业，实部件太弱，应当大力发展零部件产业，实施这一思路的核心是发展高技术含量的零施这一思路的核心是发展高技术含量的零部件产业汽车电子产业。部件产业汽车电子产业。从国家安全角度看，从国家安全角度看，汽车电子是一种军汽车电子是一种军民两用技术。民两用技术。 汽车电子的战略地位我国汽车电子目前的发展规划n n发展模式：发展模式：顺应全球化、市场化的时代潮流，按照自主、开放、竞争、联合的原则，培育汽车电子发展的良好政策环境和产
20、业生态。n n重点突破：重点突破：实施产业化专项，选择市场需求大、现有基础好的技术作为产业化突破口。 我国汽车电子目前的发展规划n n建立攻关平台：建立攻关平台：建立汽车电子工程研究中心，针对汽车电子的前沿技术，集中力量开展技术攻关，解决汽车电子产业可持续发展问题。n n优化产业结构：优化产业结构：通过政府支持、产学研结合、研发先导，培育出以汽车电子产品为核心，多行业参与、多投资主体的大型企业集团。 n n零部件零部件：要象计算机行业的分工与合作那样，实现汽车电子中的底层零件系统的产业化与规模化，以价格优势进入全球市场。阶段2：大批量、低成本、专业化生产，逐步引进消化关键技术阶段1：以低技术含
21、量、低价加工对象为切入点，进入国际供应体系阶段3：自主研发，掌握技术含量高、更加关键的新产品关于汽车电子产业发展技术路线n nECU：坚持自主开发，完成部件的系统集成；因为它本身就是部件中关键的一个部分，两者无法分割；ECU决定了部件的性能、价格和产品的升级和改进的可能。全球电子元件供应体系自主开发硬件和软件大批量、低成本规模化生产自主系统匹配与标定与家电行业发展规律一致开发手段人才培养试验设施测试平台国家工程中心关于汽车电子产业发展技术路线n n各种控制系统各种控制系统各种控制系统各种控制系统：汽车零部件升：汽车零部件升级和换代的主战场，机电一体级和换代的主战场，机电一体化关键所在：坚持自主系统集化关键所在：坚持自主系统集成、自主开发，积极开展技术成、自主开发，积极开展技术引进和委托设计。引进和委托设计。关于汽车电子产业发展技术路线n n信息网络系统信息网络系统：与汽车本身的性能相对独立，属于信息产业在移动车辆上的延伸。结合国家的信息技术发展来确定整车网络的发展和方向。关于汽车电子产业发展技术路线谢谢大家！本文部分资料来源于清华大学欧阳明高教授，特本文部分资料来源于清华大学欧阳明高教授，特此表示感谢！此表示感谢！
